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Die Erfindung bezieht sich auf das
Gebiet der elektronischen Reproduktionstechnik und betrifft eine Vorrichtung
und ein Verfahren zur Erkennung der Kante eines Aufzeichnungsmaterials,
beispielsweise einer Druckplatte, in einem Belichter zur Aufzeichnung
von Druckvorlagen.
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In der Reproduktionstechnik werden
Druckvorlagen für
Druckseiten erzeugt, die alle zu druckenden Elemente wie Texte,
Grafiken und Bilder enthalten. Für
den farbigen Druck wird für
jede Druckfarbe eine separate Druckvorlage erzeugt, die alle Elemente
enthält,
die in der jeweiligen Farbe gedruckt werden. Für den Vierfarbdruck sind das
die Druckfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz (CMYK). Die nach
Druckfarben separierten Druckvorlagen werden auch Farbauszüge genannt.
Die Druckvorlagen werden in der Regel gerastert und mit einem Belichter auf
Filme belichtet, mit denen dann Druckplatten für das Drucken hoher Auflagen
hergestellt werden. Alternativ können
die Druckvorlagen in speziellen Belichtungsgeräten auch gleich auf Druckplatten
belichtet werden oder sie werden direkt als digitale Daten an eine
digitale Druckmaschine übergeben.
Dort werden die Druckvorlagendaten dann beispielsweise mit einer
in die Druckmaschine integrierten Belichtungseinheit auf Druckplatten
belichtet, bevor unmittelbar anschließend der Auflagendruck beginnt.
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Nach dem heutigen Stand der Technik
werden die Druckvorlagen elektronisch reproduziert. Dabei werden
Bilder in einem Farbscanner gescannt und in Form von digitalen Daten
gespeichert. Texte werden mit Textverarbeitungsprogrammen erzeugt und
Grafiken mit Zeichenprogrammen. Mit einem Layoutprogramm werden
die Bild-, Text- und Grafik-Elemente zu einer Druckseite zusammengestellt. Nach
der Separation in die Druckfarben liegen die Druckvorlagen dann
in digitaler Form vor. Als Datenformate zur Beschreibung der Druckvorlagen
werden heute weitgehend die Seitenbeschreibungssprachen Postscript
und PDF (Portable Document Format) verwendet. Die Postscript- bzw.
PDF-Daten werden vor der Aufzeichnung der Druckvorlagen in einem
Raster-Image-Prozessor (RIP) in einem ersten Schritt in Farbauszugswerte
für die
Farbauszüge
CMYK umgerechnet. Dabei entstehen für jeden Bildpunkt vier Farbauszugswerte
als Tonwerte im Wertebereich von 0 bis 100%. Die Farbauszugswerte
sind ein Maß für die Farbdichten,
mit denen die vier Druckfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz auf
dem Bedruckstoff gedruckt werden. In Sonderfällen, in denen mit mehr als
vier Farben gedruckt wird (Schmuckfarben), ist jeder Bildpunkt durch
so viele Farbauszugswerte beschrieben, wie es Druckfarben gibt.
Die Farbauszugswerte können
z.B. mit 8 bit je Bildpunkt und Druckfarbe als Datenwert gespeichert
sein, womit der Wertebereich von 0 % bis 100% in 256 Tonwertstufen
unterteilt ist.
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Die Daten mehrerer Druckseiten werden
mit den Daten weiterer Elemente, wie Passkreuzen, Schnittmarken
und Falzmarken sowie Druckkontrollfeldern, zu Druckvorlagen für einen
Druckbogen zusammengefasst. Diese Druckbogendaten werden ebenfalls
als Farbauszugswerte (CMYK) bereit gestellt.
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Unterschiedliche Tonwerte eines zu
reproduzierenden Farbauszugs lassen sich im Druck nur durch eine
Flächenmodulation
der aufgetragenen Druckfarben, d.h. durch eine Rasterung, wiedergeben.
Die Flächenmodulation
der Druckfarben kann beispielsweise nach einem Verfahren zur Punktrasterung
erfolgen, bei dem die verschiedenen Tonwertstufen der Farbauszugsdaten
in Rasterpunkte unterschiedlicher Größe umgewandelt werden, die
in einem regelmäßigen Raster
mit sich periodisch wiederholenden Rasterzellen angeordnet sind.
Bei der Aufzeichnung der Farbauszüge auf eine Druckplatte werden
die Rasterpunkte in den einzelnen Rasterzellen aus Belichtungspunkten
zusammengesetzt, die um eine Größenordnung
kleiner als die Rasterpunkte sind. Eine typische Auflösung der
Belichtungspunkte ist beispielsweise 1000 Belichtungspunkte je Zentimeter,
d.h. ein Belichtungspunkt hat die Abmessungen 10 μm × 10 μm. Die Umsetzung
der Farbauszugswerte in Rasterpunkte geschieht in einem zweiten
Schritt bei der weiteren Verarbeitung der Farbauszugsdaten im Raster-Image-Prozessor, wodurch
die Farbauszugsdaten in hochaufgelöste Binärwerte mit nur zwei Helligkeitswerten
(belichtet bzw. nicht belichtet) umgewandelt werden, die das Muster des
modulierten Punktrasters bilden. Auf diese Weise werden die Druckvorlagendaten
jedes Farbauszugs in Form einer hochaufgelösten Rasterbitmap beschrieben,
die für
jeden der Belichtungspunkte auf der Druckfläche ein Bit enthält, das
angibt, ob dieser Belichtungspunkt zu belichten ist oder nicht.
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In den Aufzeichnungsgeräten, die
in der elektronischen Reproduktionstechnik zur Belichtung von Druckvorlagen
und Druckformen eingesetzt werden, wird beispielsweise ein Laserstrahl
von einer Laserdiode erzeugt, durch optische Mittel geformt und auf
das Aufzeichnungsmaterial fokussiert und mittels eines Ablenksystemspunkt-
und linienweise über
das Aufzeichnungsmaterial abgelenkt. Es gibt auch Aufzeichnungsgeräte, die
zur Erhöhung
der Belichtungsgeschwindigkeit ein Bündel von Laserstrahlen erzeugen,
z.B. mit einer separaten Laserdiode für jeden Laserstrahl, und mit
jedem Überstreichen
des Aufzeichnungsmaterials mehrere Bildlinien der Druckform gleichzeitig
belichten. Die Druckformen können auf
Filmmaterial belichtet werden, so dass sogenannte Farbauszugsfilme
entstehen, die anschließend
mittels eines fotografischen Umkopierverfahrens zur Herstellung
von Druckplatten dienen. Statt dessen können auch die Druckplatten
selbst in einem Plattenbelichter oder direkt in einer digitalen
Druckmaschine belichtet werden, in die eine Einheit zur Plattenbelichtung
integriert ist. Das Aufzeichnungsmaterial kann sich auf einer Trommel
befinden (Außentrommelbelichter),
in einer zylindrischen Mulde (Innentrommelbelichter) oder auf einer
ebenen Fläche
(Flachbettbelichter).
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Bei einem Außentrommelbelichter wird das zu
belichtende Material in Form von Filmen oder Druckplatten auf eine
drehbar gelagerte Trommel montiert. Während die Trommel rotiert,
wird ein Belichtungskopf in einem relativ kurzen Abstand axial an
der Trommel entlang bewegt. Der Belichtungskopf fokussiert einen
oder mehrere Laserstrahlen auf die Trommeloberfläche, die die Trommeloberfläche in Form
einer engen Schraubenlinie überstreichen.
Auf diese Weise werden bei jeder Trommelumdrehung eine bzw. mehrere
Bildlinien auf das Aufzeichnungsmaterial belichtet.
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Bei einem Innentrommelbelichter wird
das zu belichtende Material auf der Innenfläche eines teilweise offenen
Hohlzylinders montiert und mit einem Laserstrahl belichtet, der
entlang der Zylinderachse auf eine Ablenkvorrichtung gerichtet wird,
die den Laserstrahl senkrecht auf das Material reflektiert. Die Ablenkvorrichtung,
ein Prisma oder ein Spiegel, rotiert im Betrieb mit hoher Drehzahl
und wird dabei in Richtung der Zylinderachse bewegt, so dass der
abgelenkte Laserstrahl kreisförmige
oder schraubenförmige
Bildlinien auf dem Material beschreibt.
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Flachbettbelichter arbeiten überwiegend
mit einem schnell rotierenden Polygonspiegel, dessen Spiegelflächen den
Laserstrahl quer über
das Aufzeichnungsmaterial lenken, während gleichzeitig das Aufzeichnungsmaterial
senkrecht zur Ablenkrichtung des Laserstrahls bewegt wird. Auf diese
Weise wird Bildlinie für
Bildlinie belichtet. Da sich bei der Bewegung des Laserstrahls über das
Aufzeichnungsmaterial die Länge
des Lichtwegs ändert,
ist eine aufwendige Abbildungsoptik erforderlich, die die dadurch
bedingte Größenänderungen
des Belichtungspunktes kompensiert.
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Unabhängig von der Bauform des Belichters werden
die Laserstrahlen bei der Belichtung der Druckvorlagen nicht mit
einem kontinuierlich variierenden Signal moduliert, sondern sie
werden abhängig
von einem aus der Rasterbitmap gewonnenen binären Bildsignal ein- und ausgeschaltet,
so dass ein der Rasterbitmap entsprechendes Muster von Rasterpunkten
aufgezeichnet wird.
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Bei der Belichtung der Druckvorlagen
muss dafür
gesorgt werden, dass die Lage der Belichtungsfläche bezogen auf die Kanten
des Aufzeichnungsmaterials oder mit Bezug auf die in die vordere
Kante gestanzten Löcher
für alle
Farbauszüge
eines Druckbogens immer gleich ist, da die Farbauszüge später in der
Druckmaschine deckungsgleich übereinander gedruckt
werden sollen. Die Stanzlöcher
in den Druckplatten dienen zur richtigen Positionierung beim Aufspannen
der Druckplatten auf den Plattenzylinder in der Druckmaschine. Die
Lage der Belichtungsfläche
und die Lage der Stanzlöcher
werden bezogen auf eine vordere Kante und eine oder beide seitliche
Kanten des Aufzeichnungsmaterials bestimmt.
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Die Toleranz der verbleibenden Verschiebung
zwischen den Farbauszügen
sollte kleiner als 25 μm
sein. Der immer gleiche Bezug zur vorderen Kante wird zum Beispiel
durch Anlagestifte gewährleistet,
an die die vordere Kante des Aufzeichnungsmaterials vor der Belichtung
beim Einspannen des Materials in das Belichtungsgerät angelegt
wird. Dabei kann jedoch durch mechanische Toleranzen der Einspannvorrichtung
eine seitliche Verschiebung des Aufzeichnungsmaterials vorkommen.
Deshalb ist es erforderlich, die genaue Lage der seitlichen Kanten nach
dem Einspannen zu ermitteln, damit die so ermittelten Kantenpositionen
in Beziehung zur Position des Belichtungskopfes beim Start der Belichtung
gesetzt werden können.
Durch eine entsprechende Verschiebung des Startpunkts der Belichtung
kann die beim Einspannen verursachte seitliche Verschiebung kompensiert
werden, so dass die Lage der Belichtungsfläche auch mit Bezug auf die
seitlichen Kanten des Aufzeichnungsmaterials immer gleich ist. Die Lage
der seitlichen Kante sollte mit einer Genauigkeit von etwa 5μm ermittelt
werden, da sonst durch das Aufaddieren von Einzelfehlern im weiteren
Verarbeitungsprozess der Passerfehler der Farbauszüge im fertigen
Druck zu groß werden
kann.
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In der Patentanmeldung
EP 0 015 553 A1 wird eine
Vorrichtung in einem Drucker zur Erkennung der seitlichen Kante
eines Druckmediums, das auf eine Druckwalze gespannt ist, beschrieben,
bei der ein Lichtstrahl auf die Druckwalze bzw. das Druckmedium
gerichtet wird. Während
der Lichtstrahl in axialer Richtung an der Druckwalze entlang bewegt
wird, wird die Intensität
des reflektierten Lichts gemessen. Unter der Voraussetzung, dass
die Oberfläche
der Druckwalze und das Druckmedium unterschiedliche Reflexionseigenschaften
haben, kann die Lage der Kante des Druckmediums ermittelt werden.
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In der Patentanmeldung
EP 1 081 458 A2 wird eine
Vorrichtung in einem Druckplattenbelichter zur Erkennung der seitlichen
Kante einer Druckplatte, die auf eine Belichtungstrommel gespannt
ist, beschrieben. Eine Laserdiode speist Licht in eine Lichtfaser
ein, die das Licht radial auf die Belichtungstrommel bzw. die Druckplatte
richtet. Mit einer Linsenanordnung wird das Licht auf die Oberfläche der
Druckplatte fokussiert. Neben der Licht aussendenden Lichtfaser
ist eine Licht aufnehmende Lichtfaser angeordnet, die mit einem
Fotodetektor verbunden ist. Mit der gleichen Linsenanordnung wird
das reflektierte Licht auf die Stirnfläche der aufnehmenden Lichtfaser
fokussiert. Durch die Dicke der Druckplatte ergibt sich ein Höhenunterschied
zwischen der Oberfläche
der Belichtungstrommel und der Oberfläche der Druckplatte, und das
ausgesendete Licht ist defokussiert, wenn es auf die Belichtungstrommel
trifft. Dadurch wird eine größere Lichtmenge
in die aufnehmende Lichtfaser zurückgeworfen als wenn das ausgesendete
Licht auf die Druckplatte trifft. Infolge des Unterschieds der reflektierten
Lichtmenge kann die Lage der Plattenkante erkannt werden, wenn die
Anordnung axial an der Belichtungstrommel entlang bewegt wird. Da
die Erkennung auf dem Höhenunterschied
beruht, wird die Kante auch erkannt, wenn die Oberflächen der
Belichtungstrommel und der Druckplatte die gleichen Reflexionseigenschaften
haben.
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In der Patentschrift
US 5,220,177 A wird eine Vorrichtung
zur Erkennung der Kanten eines bandförmigen lichtundurchlässigen oder
halbtransparenten Materials beschrieben. Unterhalb des Materials ist
ein Array von Licht emittierenden Dioden (LED) angeordnet, das auf
beiden Seiten über
das Bandmaterial hinausragt. Die LED haben einen Abstand von etwa
2,5 mm zueinander. Über
dem Material ist ein Fotodetektor angeordnet. Die LED werden der Reihe
nach eingeschaltet, wobei das Licht der LED, die sich in der Nähe einer
Kante befinden, teilweise oder ganz durch das Bandmaterial abgedeckt
wird. Dadurch wird das Signal im Fotodetektor um so mehr geschwächt, je
dichter die LED an der Kante liegt. Nach einer Filterung und Glättung der
Abschwächungskurve
kann die Position der Kante genauer bestimmt werden, als es dem
Abstand der LED entspricht.
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Die bekannten Verfahren zur Erkennung
und Bestimmung der Lage der Kante eines Aufzeichnungsmaterials sind
konstruktiv aufwendig oder sie erreichen nicht die geforderte Genauigkeit
und Reproduzierbarkeit. Die Verwendung einer Gabellichtschranke
erfordert, dass die Kante des Aufzeichnungsmaterials in den Spalt
der Lichtschranke eintaucht. Da das Aufzeichnungsmaterial aber bereits bei
der Messung auf eine Aufnahmefläche
des Belichters aufgespannt ist, müsste eine relativ breite Vertiefung
in die Aufnahmefläche
eingebracht werden, in der sich eine Hälfte der Lichtschranke bewegt. Dadurch
besteht die Gefahr, dass sich dort das Aufzeichnungsmaterial zur
Aufnahmefläche
hin einwölbt.
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Die Verwendung einer Messeinrichtung,
die von der Kante des Aufzeichnungsmaterials reflektiertes Licht
auswertet, ist je nach der Beschaffenheit der Kante nicht zuverlässig und
reproduzierbar genug. 1 zeigt
dazu den vergrößerten Ausschnitt
der linken Seitenkante 5 einer Druckplatte 3.
Bedingt durch das Werkzeug, mit dem die Druckplatte 3 zugeschnitten
wurde, kann die Kante 5 um einen Toleranzbereich b1 von
der Senkrechten abweichen. Dadurch verändert sich das Reflexionsverhalten
gegenüber einer
idealen senkrechten Kante. Das Schneidwerkzeug verursacht auch Riefen,
wodurch die Kante 5 in einem Toleranzbereich b2 von einer
idealen Geraden abweicht. Schließlich ist am oberen Rand der
Kante 5 die Beschichtung in einem Toleranzbereich b3 beschädigt oder
abgeplatzt, so dass in diesem Bereich die Reflexionseigenschaften
nicht eindeutig definiert sind. Die typischen Größen der drei Toleranzbereiche sind
beispielsweise b1 = 70μm,
b2 = 20μm,
b3 = 100μm.
Damit sind diese Toleranzen so groß, dass eine Kantenmessung
mit reflektiertem Licht zu unsicher und zu ungenau wird.
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Eine Kantenmessung mit optischen
oder induktiven und kapazitiven Sensoren, die den Abstand zwischen
dem Sensor und der Oberfläche
des Aufzeichnungsmaterials bzw. der Auflagefläche für das Aufzeichnungsmaterial
messen, und die Kante an der Veränderung
dieses Abstands erkennen, ist problematisch, weil solche Sensoren
mit einem relativ großen
Messpunktdurchmesser arbeiten. Deshalb ist die geforderte Genauigkeit
und Reproduzierbarkeit der Kantenmessung nur schwer zu erfüllen.
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Die herkömmlichen Vorrichtungen zur
Erkennung der Kante eines Aufzeichnungsmaterials erfordern eine
aufwendige optische und mechanische Anordnung und einen beträchtlichen
Aufwand für
die elektronische Auswertung des Messsignals, um die Anforderungen
an die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Kantenmessung zu erfüllen. Nachteilig
ist bei einigen Vorrichtungen auch, dass Licht auf das Aufzeichnungsmaterial
gerichtet wird, um das reflektierte Licht auszuwerten. Dadurch kann
lichtempfindliches Material störend
belichtet werden, selbst wenn vorsorglich Sensorlicht verwendet
würde,
dessen Wellenlänge
außerhalb
des spektralen Empfindlichkeitsbereichs des Aufzeichnungsmaterials
liegt.
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Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine einfache und zuverlässige
Vorrichtung zur Erkennung der Kante eines Aufzeichnungsmaterials
anzugeben, die bei der Aufzeichnung von Druckvorlagen mit Vorteil
verwendet werden kann. Eine weitere Aufgabe ist, ein mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ausführbares
Verfahren anzugeben.
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Nachfolgend werden die Vorrichtung
und das Verfahren am Beispiel eines Außentrommelbelichters für Druckplatten
erläutert.
Die Vorrichtung und das Verfahren sind aber prinzipiell ebenso auf
Innentrommelbelichter oder Flachbettbelichter sowie auch auf andere
Aufzeichnungsmaterialien anwendbar, wobei lediglich Details der
konstruktiven Ausführung angepasst
werden müssen.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 einen
Ausschnitt der Kante einer Druckplatte,
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2 den
Aufbau eines Außentrommelbelichters,
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3 eine
erste Lösung
für eine
Tasteinrichtung,
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4 eine
zweite Lösung
für eine
Tasteinrichtung,
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5 eine
erste Ausführungsform
für eine Tasteinrichtung,
und
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6 eine
zweite Ausführungsform
für eine Tasteinrichtung.
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2 zeigt
den prinzipiellen Aufbau eines Außentrommelbelichters. Eine
Belichtungstrommel 1 ist drehbar gelagert und kann mit
einem nicht gezeigten Rotationsantrieb in Richtung des Rotationspfeils 2 in
eine gleichmäßige Rotationsbewegung
versetzt werden. Auf die Belichtungstrommel 1 ist eine
unbelichtete, rechteckige Druckplatte 3 gespannt, die eine Vorderkante 4,
eine linke Seitenkante 5, eine rechte Seitenkante 6 und
eine Hinterkante 7 aufweist. Die Druckplatte 3 wird
so aufgespannt, dass ihre Vorderkante 4 Anlagestifte 8 berührt, die mit
der Belichtungstrommel 1 fest verbunden sind und über die Oberfläche der
Belichtungstrommel 1 hinausragen. Eine Klemmleiste 9 drückt die
Vorderkante 4 außerdem
fest auf die Oberfläche
der Belichtungstrommel 1 und fixiert dadurch die Vorderkante 4 der
Druckplatte 3. Die Druckplatte 3 wird flächig mittels
einer in 2 nicht gezeigten
Vakuumeinrichtung, die die Druckplatte 3 durch Löcher in
der Trommeloberfläche ansaugt,
auf der Trommeloberfläche
gehalten, damit die Druckplatte 3 nicht durch die Fliehkräfte bei
der Rotation abgelöst
wird. Zusätzlich
wird die Hinterkante 7 der Druckplatte 3 mit Klemmstücken 10 fixiert.
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Ein Belichtungskopf 11 wird
in einem relativ kurzen Abstand axial an der Belichtungstrommel 1 entlang
bewegt, während
die Belichtungstrommel 1 rotiert. Der Belichtungskopf 11 fokussiert
einen oder mehrere Laserstrahlen 12 auf die Trommeloberfläche, die
die Trommeloberfläche
in Form von engen Schraubenlinien überstreichen. Auf diese Weise
werden bei jeder Trommelumdrehung eine bzw. mehrere Bildlinien in
der Umfangsrichtung x auf das Aufzeichnungsmaterial belichtet. Der
Belichtungskopf 11 wird in der Vorschubrichtung y mittels
einer Vorschubspindel 13 bewegt, mit der er formschlüssig verbunden
ist und die mit einem Vorschubantrieb 14 in Drehbewegung
versetzt wird. Vorzugsweise ist der Vorschubantrieb 14 mit
einem Schrittmotor aufgebaut. Durch Zählen der Schrittmotortakte
kann dann ausgehend von einer bekannten Referenzposition die aktuelle axiale
y-Position des Belichtungskopfes 11 sehr genau ermittelt
werden. Alternativ kann auf der Drehachse des Vorschubantriebs 14 ein
in 2 nicht gezeigter
Drehwinkelgeber angebracht sein, der nach einem bestimmten Drehwinkelinkrement
der Vorschubspindel 13 jeweils ein Taktsignal erzeugt. Durch
Zählen
dieser Takte kann ebenfalls die y-Position des Belichtungskopfes 11 ermittelt
werden.
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Die auf der Druckplatte 3 zu
belichtende Druckvorlage 15 bedeckt nur einen Teil der
gesamten zur Verfügung
stehenden Aufzeichnungsfläche.
Die Druckvorlage 15 muss jedoch für alle Farbauszüge, die
nacheinander auf verschiedene Druckplatten 3 belichtet
werden, immer die gleiche Lage bezüglich der Kanten der Druckplatte 3 haben,
damit später beim Übereinanderdruck
der Farbauszüge
keine Passerfehler auftreten, d.h der Abstand sx des vorderen Rands
der Druckvorlage 15 zur Vorderkante 4 der Druckplatte 3 und
der Abstand sy des linken Rands der Druckvorlage 15 zur
linken Seitenkante 5 der Druckplatte 3 müssen für alle Farbauszüge gleich sein.
Da die Kanten der Druckplatte 3 nicht ideal gerade sind,
wird die Lage der zu belichtenden Druckvorlage 15 bei genauer
Betrachtung mit Bezug auf drei Punkte auf den Kanten bestimmt, zwei
Punkte an der Vorderkante 4, dort wo die Anlagestifte 8 die
Vorderkante 4 berühren,
und ein Punkt an einer Seitenkante, dort wo eine entsprechende Messvorrichtung die
Lage der Seitenkante ermittelt. Durch eine in 2 nicht gezeigte axiale Vorzentrierung
der Druckplatte 3 wird beim Aufspannen der Druckplatte 3 auf
die Belichtungstrommel 1 dafür gesorgt, dass bei allen Druckplatten
des gleichen Formats die Druckplatte 3 die Anlagestifte 8 innerhalb
eines Toleranzbereichs im wesentlichen an den gleichen Punkten der
Vorderkante 4 berührt.
Auch die Messung der Seitenkante erfolgt bei allen Druckplatten
am gleichen Punkt der Seitenkante. Diese drei Punkte werden ebenso
in weiteren Einheiten, in denen die Druckplatte 3 verarbeitet
wird, z.B. in einer Plattenstanze, als Bezugspunkte herangezogen.
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Die Einhaltung des Abstands sx wird
dadurch erreicht, dass die Druckplatte 3 beim Aufspannen
auf die Belichtungstrommel 1 an die Anlagestifte 8 angelegt
wird und ausgehend von dieser bekannten Umfangsposition der Startpunkt
der Belichtung für
die Bildlinien um den Abstand sx in x-Richtung verschoben wird.
Die Verschiebung erfolgt beispielsweise durch das Zählen von
Umfangstakten, die von einem in 2 nicht
gezeigten mit der Trommelachse verbundenen Drehwinkelgeber abgeleitet
werden.
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Bei der Einhaltung des Abstands sy
tritt das Problem auf, dass die Druckplatte 3 beim Aufspannen auf
die Belichtungstrommel 1 durch mechanische Toleranzen der
Einspannvorrichtung eine kleine Verschiebung in y-Richtung erfahren
kann. Um den Abstand sy genau einhalten zu können, ist es deshalb erforderlich,
die genaue Lage der linken Seitenkante 5 der Druckplatte 3 nach
dem Einspannen zu ermitteln. Die ermittelte Kantenposition kann
dann in Beziehung zur Position des Belichtungskopfes 11 gesetzt
werden und durch eine entsprechende Verschiebung des Startpunkts
der Belichtung in y-Richtung kann die beim Einspannen verursachte
axiale Verschiebung der Druckplatte 3 kompensiert werden. Die Bestimmung
des richtigen Startpunkts für
die Belichtung geschieht durch Zählen
der Takte, mit denen der Vorschubantrieb 14 gesteuert wird.
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Nach der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
für das
Verfahren zur Bestimmung der Lage einer Seitenkante der Druckplatte 3 ist
eine Tasteinrichtung 30 mit einem Tastfinger 31 vorgesehen,
der in eine schmale Nut 16 in der Oberfläche der
Belichtungstrommel 1, die sich in axialer Richtung der
Belichtungstrommel 1 erstreckt, eingeschwenkt werden kann. 3 zeigt dazu eine erste
Lösung
in einer Längsschnittsansicht
der Belichtungstrommel 1. Bei still stehender Belichtungstrommel 1 wird
ein Tastfinger 31, der in einer Drehachse 32 drehbar
gelagert ist, in die Nut 16 eingeschwenkt. In dieser Stellung wird
er gehalten, indem er durch eine Federkraft 36 gegen einen
Anschlagstift 35 gedrückt
wird. Wenn die Lage der Kante nicht gemessen wird, wird der Tastfinger 31 aus
der Nut 16 herausgeschwenkt, damit er die Oberfläche der
Druckplatte 3 nicht beschädigen kann. Die herausgeschwenkte
Stellung ist in 3 gestrichelt
eingezeichnet. An einem Ende ist der Tastfinger 31 mit
einer Fahne 33 versehen, die im eingeschwenkten Zustand
des Tastfingers 31 in den Lichtspalt einer Gabellichtschranke 34 ragt.
Die gesamte Tasteinrichtung 30 ist fest mit dem Belichtungskopf 11 verbunden
und wird mittels des Vorschubantriebs 14 zusammen mit dem
Belichtungskopf 11 axial in y-Richtung an der Belichtungstrommel 1 entlang
bewegt. Sobald der Tastfinger 31 die Kante der Druckplatte 3 berührt, dreht
sich der Tastfinger beim Weiterbewegen der Tasteinrichtung 30 ein
wenig, so dass sich die Fahne 33 aus dem Lichtweg der Lichtschranke 34 herausbewegt
und ein elektrisches Signal abgibt. Die Tasteinrichtung 30 bewegt
sich in sehr kleinen Schritten auf die Plattenkante zu, beispielsweise
um 0,2 μm
je Takt des Vorschubantriebs 14. Durch Zählen der
Takte kann die y-Position ermittelt werden, bei der das Signal abgegeben wird,
und somit die Lage der Plattenkante bestimmt werden.
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4 zeigt
eine weitere Lösung
für die
erfindungsgemäße Vorrichtung.
Ein Tastfinger 31, der in einer Drehachse 32 drehbar
gelagert ist, wird zum Messen der Plattenkante in die Nut 16 eingeschwenkt.
Wenn die Lage der Kante nicht gemessen wird, wird der Tastfinger 31 aus
der Nut 16 herausgeschwenkt. Die herausgeschwenkte Stellung
ist in 4 wegen der besseren Übersichtlichkeit
nicht dargestellt. Der Tastfinger 31 wird mit einer Federkraft 41 gegen
einen Anschlagstift 42 gedrückt, wodurch der Tastfinger 31 den
Schaltstift 43 eines Mikroschalters 44 eindrückt. Die
gesamte Tasteinrichtung 40 ist fest mit dem Belichtungskopf 11 verbunden
und wird mittels des Vorschubantriebs 14 zusammen mit dem
Belichtungskopf 11 axial in y-Richtung an der Belichtungstrommel 1 entlang
bewegt. Nachdem der Tastfinger 31 die Kante der Druckplatte 3 berührt hat,
dreht sich der Tastfinger ein wenig, so dass sich der Schaltstift 43 mittels
einer im Mikroschalter 44 vorhandene Feder aus dem Mikroschalter 44 herausbewegt
und einen elektrischen Kontakt schließt. Durch Zählen der Takte des Vorschubantriebs 14 kann
die y-Position ermittelt werden, bei der der Kontakt geschlossen
wird, und somit die Lage der Plattenkante bestimmt werden. Der Mikroschalter 44 ist vorzugsweise
ein Präzisionsschalter,
der bereits bei einem Schaltweg von 1...2 μm des Schaltstifts 43 den Kontakt
schließt
bzw. öffnet.
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5 zeigt
eine Tasteinrichtung 50 als bevorzugte Ausführungsform
der Lösung
nach 4. Dargestellt
ist eine perspektivische Sicht auf einen Ausschnitt der Belichtungstrommel 1 mit
der eingearbeiteten Nut 16 und der aufgespannten Druckplatte 3.
Der Tastfinger 31 und seine Drehachse 32 sind
fest miteinander verbunden. Die Enden der Drehachse 32 sind
in nicht gezeigten Lagern drehbar gelagert. Ein Motor 51 bewegt über eine
Kurbelverbindung einen Mitnahmestift 52 in Richtung des
Pfeils 53. Der Mitnahmestift 52 greift etwa in
der Mitte des Tastfingers 31 ein und drückt den Tastfinger 31 in
einem ersten Auflagepunkt A gegen den Anschlagstift 42 und seine
Drehachse 32 in zwei weiteren Auflagepunkten B und C gegen
definierte Anschlagflächen 54 und 55. Die
drei Auflagepunkte sind mit den Pfeilen A, B und C gekennzeichnet.
Der Motor 51 ist vorzugsweise ein Drehmomentmotor, der
auch im Stillstand ein durch den Stromfluss einstellbares Drehmoment
ausübt. Beim
Einschwenken des Tastfingers 31 in die Nut 16 wird
der Strom des Motors 51 nach einer Rampenfunktion erhöht, wodurch
sich der Tastfinger 31 langsam in die eingeschwenkte Stellung
dreht, bis er den Anschlagstift 42 berührt. Dadurch wird vermieden, dass
der Tastfinger 31 oder der Anschlagstift 42 durch
zu hartes Anschlagen an den Anschlagstift 42 verformt wird
oder verschleißt,
so dass die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Messung beeinträchtigt würde. Nach
dem Einschwenken drückt
der Motor 51 den Tastfinger 31 mit einem konstanten
Drehmoment gegen die Zugkraft einer Rückholfeder 56 gegen
den Anschlagstift 42 und erfüllt damit die Funktion der
Federkraft 41 (4).
Mit dem konstanten Drehmoment des Motors 51 wird auch eine
definierte Kraft auf die Kante der Druckplatte 3 ausgeübt, sobald
der Tastfinger 31 die Kante berührt. Eine Rundung 57 des
Tastfingers 31 in dem Bereich, in dem er die Plattenkante
berührt,
ist eine weitere Voraussetzung für
die definierte und immer gleiche Kraft, die der Tastfinger 31 auf
die Plattenkante ausübt.
Der Motor 51 wird in Gegenrichtung des Pfeils 53 gedreht,
wenn der Tastfinger 31 aus der Nut 16 heraus geschwenkt
werden soll.
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Wenn die Tasteinrichtung 50 in
y-Richtung an der Trommel entlang bewegt wird und der Tastfinger 31 gegen
die Kante der Druckplatte 3 stößt, wird der Tastfinger 31 nur
am Auflagepunkt A abgehoben. Die Auflagepunkte B und C liegen weiterhin
an, da die Drehachse 32 durch den Mitnahmestift 52 gegen die
Auflageflächen 54 und 55 gedrückt wird.
Durch die drei Auflagepunkte A, B und C und die Oberflächengüte der zugehörigen Auflageflächen in
Verbindung mit der Federwirkung des Motors 51 wird die benötigte Präzision und
Reproduzierbarkeit der Tasteinrichtung 50 im Bereich weniger
Mikrometer erreicht. Diese Genauigkeit wird erreicht, ohne dass eine
spielfreie Lagerung der Drehachse 32 des Tastfingers 31 benötigt wird.
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6 zeigt
eine Tasteinrichtung 60 als alternative Ausführungsform
der Lösung
nach 4. Der Tastfinger 31 ist
wegen der besseren Übersichtlichkeit
in herausgeschwenkter Stellung gezeichnet. Er besteht aus einer
Platte 61, auf der drei Halbkugelelemente 62 als
Auflagepunkte A, B, und C angebracht sind. Die Platte 61 ist über ein
bewegliches Gelenk 63 mit einem Dreharm 64 verbunden,
der wiederum fest mit der Drehachse 65 des Motors 51 verbunden
ist. Das Gelenk 63 ist in allen Raumrichtungen etwas beweglich,
so dass nach dem Hineinschwenken des Tastfingers 31 in
die Nut 16 alle Auflagepunkte auf einer Auflageplatte 66 sicher
aufliegen. Das Gelenk 63 ist etwa in der Mitte der drei
Auflagepunkte A, B und C angebracht, damit die durch den Dreharm 64 auf
den Tastfinger 31 ausgeübte Kraft
auf die drei Auflagepunkte gleichmäßig verteilt wird. In der eingeschwenkten
Stellung des Tastfingers 31 drückt der vordere Teil der Platte 61 den Schaltstift 43 des
Mikroschalters 44 hinein, und ein Ausleger 67 mit
der Rundung 57 an seiner Vorderkante ragt in die Nut 16 hinein.
Auch mit der Tasteinrichtung 60 wird nur durch die drei
Auflagepunkte A, B und C und die zugehörige Auflageplatte 66 die
geforderte Genauigkeit und Wiederholbarkeit bei der Messung der
Lage einer Druckplattenkante erreicht, ohne dass eine spielfreie
Lagerung der Motorachse 62 erforderlich ist.
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Um keine Justage des Mikroschalters 44 und des
Anschlagstifts 42 bzw. der Auflageplatte 66 zueinander
mit einer Genauigkeit im Mikrometerbereich vornehmen zu müssen, wird
bei den Tasteinrichtungen 50 bzw. 60 der Mikroschalter 44 so
montiert, dass sein Schaltstift 43 genügend weit eingedrückt wird,
wenn der Tastfinger 31 an den drei Auflagepunkten A, B
und C anliegt. Dann wird die ganze Tasteinheit kalibriert, indem
in einer Messeinrichtung bestimmt wird, welchen Weg die Spitze des
Tastfingers 31, die später
die Kante der Druckplatte 3 berührt, entgegen der y-Richtung
zurücklegen
muss, bis sich der Kontakt des Mikroschalters 44 schließt. Diese
gemessene Wegstrecke wird nach dem Einbau in den Belichter in der
Steuerung des Belichters gespeichert und bei der Bestimmung der
genauen Lage der Plattenkante als Korrekturwert eingerechnet. Dieser
Korrekturwert kann aber auch ohne eine externe Kalibriereinrichtung
durch eine einfache Testbelichtung bestimmt werden, wobei die Lage
der Plattenkante zunächst
ohne den Korrekturwert mit der Tasteinrichtung 50 bzw. 60 ermittelt
wird. Nach der Testbelichtung wird auf dem Aufzeichnungsmaterial
ausgemessen, um welchen Betrag die belichtete Fläche in y-Richtung gegenüber der
Solllage verschoben ist. Die Differenz ist der Korrekturwert.
-
Wenn in verschiedenen Einheiten,
in denen die Druckplatte 3 verarbeitet wird, z.B. in einem
Belichter und in einer Plattenstanze, die Plattenkante jeweils mit
einer der beschriebenen Tasteinrichtungen (40; 50; 60)
gemessen wird, ist für
eine hohe Genauigkeit der Messung zu beachten, dass die Rundung 57 des
Tastfingers 31 und die Andruckkraft an die Plattenkante
in allen Fällen
gleich ist. Außerdem muss
in allen Einheiten der Punkt auf der Seitenkante, an dem der Tastfinger 31 die
Druckplatte 3 berührt,
gleich weit von der Vorderkante 4 entfernt sein.
-
- 1
- Belichtungstrommel
- 2
- Rotationspfeil
- 3
- Druckplatte
- 4
- Vorderkante
- 5
- linke
Seitenkante
- 6
- rechte
Seitenkante
- 7
- Hinterkante
- 8
- Anlagestift
- 9
- Klemmleiste
- 10
- Klemmstück
- 11
- Belichtungskopf
- 12
- Laserstrahl
- 13
- Vorschubspindel
- 14
- Vorschubantrieb
- 15
- Druckvorlage
- 16
- Nut
- 30
- Tasteinrichtung
- 31
- Tastfinger
- 32
- Drehachse
- 33
- Fahne
- 34
- Lichtschranke
- 35
- Anschlagstift
- 36
- Federkraft
- 40
- Tasteinrichtung
- 41
- Federkraft
- 42
- Anschlagstift
- 43
- Schaltstift
- 44
- Mikroschalter
- 50
- Tasteinrichtung
- 51
- Motor
- 52
- Mitnahmestift
- 53
- Pfeil
- 54
- Anschlagfläche
- 55
- Anschlagfläche
- 56
- Rückholfeder
- 57
- Rundung
- 60
- Tasteinrichtung
- 61
- Platte
- 62
- Halbkugelelement
- 63
- Gelenk
- 64
- Dreharm
- 65
- Drehachse
- 66
- Auflageplatte
- 67
- Ausleger